Une équipe de la chaire de chimie inorganique II de la Ruhr-Universität Bochum a développé de nouveaux composés chimiques qui rendent les catalyseurs plus efficaces. Avec leurs propriétés électroniques et spatiales, la nouvelle classe de ce que l'on appelle les ligands phosphines garantit que les catalyseurs sont plus actifs et plus stables. Dans la revue Angewandte Chemie , des chercheurs dirigés par le professeur Viktoria Däschlein-Gessner décrivent comment les nouveaux ligands agissent sur les catalyseurs aurifères. Le groupe suppose que les résultats peuvent être transférés à d'autres catalyseurs et que les systèmes méritent d'être envisagés pour une application industrielle plus large. Les résultats ont été initialement publiés en ligne le 3 juin 2018.

Les ligands aident à déterminer les propriétés du catalyseur

Les propriétés d'un catalyseur ne sont pas seulement déterminées par le centre catalytiquement actif mais aussi par les atomes ou molécules qui lui sont liés, qui sont appelés ligands. Les chercheurs recherchent spécifiquement de tels ligands afin d'optimiser les catalyseurs et de les personnaliser pour certaines applications.

Les systèmes développés à Bochum concernent les ligands phosphines, c'est-à-dire des composés de groupes phosphore et carboné. « Les phosphines sont omniprésentes dans les catalyseurs de synthèse de molécules complexes, comme les produits pharmaceutiques, substances naturelles et pesticides, " dit Viktoria Däschlein-Gessner, membre du pôle d'excellence Ruhr Explores Solvation. "La conception des ligands détermine si un complexe chimique peut catalyser une réaction et, si c'est le cas, Sous quelles conditions."

Facile à produire

Les nouveaux systèmes de ligands sont des phosphines remarquablement riches en électrons, qui servent de sources d'électrons aux catalyseurs et peuvent ainsi les stabiliser. Ils peuvent être synthétisés de nombreuses manières à partir de précurseurs disponibles dans le commerce. « Il est ainsi facile de produire les ligands en différentes versions et de personnaliser leurs propriétés en fonction d'une certaine application, " explique Däschlein-Gessner.

Les chimistes de Bochum ont montré que des rendements élevés à basse température seraient possibles dans des réactions catalysées à l'or avec les ligands - et sans qu'il soit nécessaire d'optimiser laborieusement la réaction.

Faibles quantités de catalyseur suffisantes à basse température

Les réactions se sont même produites efficacement lorsque l'équipe n'utilisait que de petites quantités de catalyseurs, ce qui est un facteur économique qui concerne particulièrement les catalyseurs de métaux précieux coûteux comme l'or. « Les basses températures de réaction sont également intéressantes d'un point de vue industriel, car ils vous permettent de réaliser des économies d'énergie et de simplifier les processus, " Däschlein-Gessner souligne un autre avantage des systèmes.

La structure chimique particulière avec ce qu'on appelle les groupes ylure, que les chercheurs ont intégré à la phosphine, est crucial pour la fonction des nouveaux ligands. Le ligand peut être utilisé non seulement pour la catalyse à l'or, mais aussi pour d'autres formes de catalyse.